如圖所示，水平光滑絕緣軌道MN的左端有一個固定擋板，軌道所在空間存在E=4.0×102N/C、水平向左的勻強電...

問題詳情：

如圖所示，水平光滑絕緣軌道MN的左端有一個固定擋板，軌道所在空間存在E=4.0×102 N/C、水平向左的勻強電場．一個質量m=0.10kg、帶電荷量q=5.0×10﹣5 C的滑塊（可視為質點）從軌道上與擋板相距x1=0.20m的P點由靜止釋放，滑塊在電場力作用下向左做勻加速直線運動．當滑塊與擋板碰撞後，滑塊沿軌道向右做勻減速直線運動，運動到與擋板相距x2=0.10m的Q點時，滑塊第一次速度減為零．若滑塊在運動過程中電荷量始終保持不變，求：

（1）滑塊沿軌道向左做勻加速直線運動的加速度的大小；

（2）滑塊從P點運動到擋板處的過程中，電場力所做的功；

（3）滑塊第一次與擋板碰撞過程中損失的機械能．

【回答】

解：（1）設滑塊沿軌道向左做勻加速運動的加速度為a，此過程滑塊所受合外力為

F=qE=2.0×10﹣2 N

根據牛頓第二定律有 F=ma

解得a=0.20m/s2．

（2）滑塊從P點運動到擋板處的過程中，電場力所做的功

W1=qEx1=4.0×10﹣3 J．

（3）根據功能關係可知，滑塊第一次與擋板碰撞過程中損失的機械能等於滑塊由P點運動到Q點過程中電場力所做的功，即

△E=qE（x1﹣x2）=2.0×10﹣3 J．

答：

（1）滑塊沿軌道向左做勻加速直線運動的加速度的大小為0.20 m/s2；

（2）滑塊從P點運動到擋板處的過程中，電場力所做的功為4.0×10﹣3 J；

（3）滑塊第一次與擋板碰撞過程中損失的機械能為2.0×10﹣3 J．

知識點：牛頓運動定律的應用

題型：計算題